名校
1 . 学习以下材料,回答(1)~(5)题。
线粒体蛋白AOX和UCP在植物开花生热中的功能
有些植物的花器官在开花期能够在短期内迅速产生并累积大量热能,使花器官温度显著高于环境温度,即“开花生热现象”。开花生热可以促使植物生殖发育顺利完成。
与高等动物相同,高等植物细胞的有氧呼吸过程能释放热量。有氧呼吸的第三阶段,有机物中的电子经UQ(泛醌,脂溶性化合物)、蛋白复合体(I、Ⅱ、Ⅲ、IV)的作用,传递至氧气生成水,电子传递过程中释放的能量用于建立膜两侧H+浓度差,使能量转换成H+电化学势能,此过程称为细胞色素途径。最终,H+经ATP合成酶运回线粒体基质时释放能量,此能量用于ATP合成酶催化ADP和Pi形成ATP。如图1所示(“e”表示电子,“→”表示物质运输及方向)。这种情况下生热缓慢,不是造成植物器官温度明显上升的主要原因。
荷花(N.nucifera)在自然生长的开花阶段,具有开花生热现象。花器官呼吸作用显著增强,氧气消耗量大幅提高,使得花器官与周围环境温差逐渐增大。研究人员测定了花器官开花生热过程中不同途径的耗氧量,如图2所示。当达到生热最高峰时,AOX途径的呼吸作用比生热前显著增强,可占总呼吸作用耗氧量的70%以上。
线粒体解偶联蛋白(UCP)是位于高等动、植物线粒体内膜上的一类离子转运蛋白。UCP可以将H+通过膜渗漏到线粒体基质中,从而驱散跨膜两侧的H+电化学势梯度,使能量以热能形式释放。有些植物开花生热时,UCP表达量显著上升,表明UCP蛋白也会参与调控植物的开花生热。
(1)图1所示的膜结构是_____ ;图1中可以运输H+的是_____ 。
(2)有氧呼吸的第一、二阶段也会释放热量,但不会引起开花生热。原因是经过这两个阶段,有机物中的能量大部分储存在_____ 中。
(3)运用文中信息分析,在耗氧量不变的情况下,若图1所示的膜结构上AOX和UCP含量提高,则经膜上ATP合成酶催化形成的ATP的量_____ (选填“增加”、“不变”、“减少”)。原因是_____ 。
(4)基于本文内容,下列叙述能体现高等动、植物统一性的是_____。
(5)若荷花开花生热过程中,经UCP产生的热量不少于AOX途径产热。则在“总呼吸”曲线仍维持图2状态时,细胞色素途径耗氧量占比会_____ (“增加”或“不变”或“减少”),AOX途径耗氧量占比会_____ (“增加”或“不变”或“减少”)。请说明理由_____ 。
线粒体蛋白AOX和UCP在植物开花生热中的功能
有些植物的花器官在开花期能够在短期内迅速产生并累积大量热能,使花器官温度显著高于环境温度,即“开花生热现象”。开花生热可以促使植物生殖发育顺利完成。
与高等动物相同,高等植物细胞的有氧呼吸过程能释放热量。有氧呼吸的第三阶段,有机物中的电子经UQ(泛醌,脂溶性化合物)、蛋白复合体(I、Ⅱ、Ⅲ、IV)的作用,传递至氧气生成水,电子传递过程中释放的能量用于建立膜两侧H+浓度差,使能量转换成H+电化学势能,此过程称为细胞色素途径。最终,H+经ATP合成酶运回线粒体基质时释放能量,此能量用于ATP合成酶催化ADP和Pi形成ATP。如图1所示(“e”表示电子,“→”表示物质运输及方向)。这种情况下生热缓慢,不是造成植物器官温度明显上升的主要原因。
荷花(N.nucifera)在自然生长的开花阶段,具有开花生热现象。花器官呼吸作用显著增强,氧气消耗量大幅提高,使得花器官与周围环境温差逐渐增大。研究人员测定了花器官开花生热过程中不同途径的耗氧量,如图2所示。当达到生热最高峰时,AOX途径的呼吸作用比生热前显著增强,可占总呼吸作用耗氧量的70%以上。
线粒体解偶联蛋白(UCP)是位于高等动、植物线粒体内膜上的一类离子转运蛋白。UCP可以将H+通过膜渗漏到线粒体基质中,从而驱散跨膜两侧的H+电化学势梯度,使能量以热能形式释放。有些植物开花生热时,UCP表达量显著上升,表明UCP蛋白也会参与调控植物的开花生热。
(1)图1所示的膜结构是
(2)有氧呼吸的第一、二阶段也会释放热量,但不会引起开花生热。原因是经过这两个阶段,有机物中的能量大部分储存在
(3)运用文中信息分析,在耗氧量不变的情况下,若图1所示的膜结构上AOX和UCP含量提高,则经膜上ATP合成酶催化形成的ATP的量
(4)基于本文内容,下列叙述能体现高等动、植物统一性的是_____。
A.二者均有线粒体 |
B.二者均可借助UCP产热 |
C.二者均可分解有机物产生ATP |
D.二者均通过AOX途径产生大量ATP |
(5)若荷花开花生热过程中,经UCP产生的热量不少于AOX途径产热。则在“总呼吸”曲线仍维持图2状态时,细胞色素途径耗氧量占比会
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93次组卷
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2卷引用:山东省济南市市中区山东省实验中学2023-2024学年高二下学期5月月考生物试题
名校
2 . 下图1表示酵母菌细胞内细胞呼吸相关物质代谢过程,请回答以下问题:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/5/18/2723521183170560/2727168616783872/STEM/81751d16-aff2-4528-9317-71ca3c9abc3c.png)
(1)酵母菌细胞内丙酮酸在___________________ (填场所)被消耗,从能量转化角度分析,丙酮酸在不同场所被分解时有什么不同?___________________________ 。
(2)酵母菌在O2充足时几乎不产生酒精,有人认为是因为O2的存在会抑制图1中酶1的活性而导致无酒精产生,为验证该假说,实验小组将酵母菌破碎后高速离心,取_______ (填“含线粒体的沉淀物”或“上清液”)均分为甲、乙两组,向甲、乙两支试管加入等量的葡萄糖溶液,立即再向甲试管中通入O2,一段时间后,分别向甲、乙两试管中加入等量的_______ 进行检测。
(3)按照上述实验过程,观察到__________________ ,说明(2)中假说不成立,实验小组查阅资料发现,细胞质基质中的NADH还存在如下图2所示的转运过程,NADH在线粒体内积累,苹果酸的转运即会被抑制,且细胞内反应物浓度上升或产物浓度下降一般会促进酶促反应速率,反之则抑制。请结合以上信息解释O2,会抑制酵母菌产生酒精的原因:_____________________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/5/18/2723521183170560/2727168616783872/STEM/55e90e68-cc51-4472-b4f9-eb540142b9ac.png)
(4)高产产酒酵母酒精产量更高,甚至在有氧条件下也能产酒,结合图1和图2分析,是利用野生酵母,通过物理或化学诱变因素诱导控制合成_______ (填“酶1”“酶2”或“酶3”)的基因发生突变而产生的新品种。
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(1)酵母菌细胞内丙酮酸在
(2)酵母菌在O2充足时几乎不产生酒精,有人认为是因为O2的存在会抑制图1中酶1的活性而导致无酒精产生,为验证该假说,实验小组将酵母菌破碎后高速离心,取
(3)按照上述实验过程,观察到
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(4)高产产酒酵母酒精产量更高,甚至在有氧条件下也能产酒,结合图1和图2分析,是利用野生酵母,通过物理或化学诱变因素诱导控制合成
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2021-05-23更新
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3159次组卷
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7卷引用:2021届湖南省长沙市雅礼中学高三一模生物试题
3 . 裸鼹鼠是一种地下穴居的小动物,以植物的地下茎为食,这样的栖息环境使其具有一些特殊的生命特征,科研人员对其进行了相关研究。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/9/24/2297582559756288/2297662570831872/STEM/5877dd51-623b-48fd-b7c0-fb1a518e6d68.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/9/24/2297582559756288/2297662570831872/STEM/2ca989ba-982d-4ce8-a20d-a625ec5d20aa.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/9/24/2297582559756288/2297662570831872/STEM/b2b30fbe-7e1f-4880-ab0d-8dd71bc85301.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/9/24/2297582559756288/2297662570831872/STEM/91912a20-aca5-4d25-b174-608d35989836.png)
(1)科研人员分别统计小鼠和裸鼹鼠性成熟后的死亡率,结果如图1所示。
据图分析,性成熟后________ 的死亡率维持在低水平,可能的原因包括________ 。研究发现裸鼹鼠的寿命长,并且性成熟后到死亡一直可以繁殖,其种群数量却保持相对稳定,推测其________ 较低。
(2)科研人员对小鼠和裸鼹鼠在特殊环境中的代谢状态进行相关研究,结果如下。
①将两者均置于低氧(5%氧气)和无氧环境中,分别统计它们的存活时间,结果如图2所示。
实验结果表明:________ 。
②进一步对两者组织细胞内部分物质代谢途径(图3)进行了相关研究。
I.有机物被逐步分解,依赖于酶的________ 性。其中PFK(酶)活性受H+浓度等因素的调节,当H+浓度较高时,PFK几乎无活性;H+浓度较低时,酶活性恢复,这种调节方式为________ 。
II.在低氧环境中,实验检测两者脑细胞中GLUT5(转运果糖的载体)、KHK(酶)的含量,结果如图4所示。科学家据此推测,缺氧时裸鼹鼠脑细胞主要通过消耗________ 供能,其生物学意义是:________ 。
(3)裸鼹鼠具有一些特殊的生命特征是长期适应________ 生活的结果。
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(1)科研人员分别统计小鼠和裸鼹鼠性成熟后的死亡率,结果如图1所示。
据图分析,性成熟后
(2)科研人员对小鼠和裸鼹鼠在特殊环境中的代谢状态进行相关研究,结果如下。
①将两者均置于低氧(5%氧气)和无氧环境中,分别统计它们的存活时间,结果如图2所示。
实验结果表明:
②进一步对两者组织细胞内部分物质代谢途径(图3)进行了相关研究。
I.有机物被逐步分解,依赖于酶的
II.在低氧环境中,实验检测两者脑细胞中GLUT5(转运果糖的载体)、KHK(酶)的含量,结果如图4所示。科学家据此推测,缺氧时裸鼹鼠脑细胞主要通过消耗
(3)裸鼹鼠具有一些特殊的生命特征是长期适应
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2019-09-24更新
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592次组卷
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2卷引用:2018年北京市昌平区高三二模理综生物试题